流沙地区水工隧洞负压真空辐射排水固沙施工技术

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1、流沙地区水工隧洞负压真空辐射排水固沙施工技术张建升(中铁十八局集团奋限公司隧道分公司，天津300222)摘要:富含水流沙隧道施工如何采取隔断地下水或排水等措施以保持地下水位在开挖底面以下，进行无水环境下的作业是工程建设的一个《要部分，处理方法选择是否得当，将会对程造价、工期带来很大的影响。流沙地区水工隧道负压真空轺射排水固沙技术是处理富含水砂土质M岩的一种行之有效的方法。木文以隧洞试验段力例，对隧道负压真空辐射排水固衫技术的原理、施丄方法及处理效果进行分析。笑键词:水工隧洞；负压真空辐射排水；流沙；施工中图分类号：U455文献标识码：B文章编号：1004229

2、54(2008)112)0793)3隧洞穿越的特殊地质为新第三系中新统红柳沟组的未固结的砂岩，呈散体状态，胶结程度差，具有围岩强度小、掌子面自稳性差；围岩强度、刚性低、变形大和因涌水掌子面变得不稳定的特点。施工中，由于有±也下水的存在，隧洞开挖呈流沙状态。砂岩层位不连续，以夹层和透镜体为主，桔红色，暗红色，中厚层状，泥质胶结，胶结程度差，成岩作用差。物理力学指标：坚固系数110,自有膨胀率14%〜1215%，无膨胀性，黏聚力20kPa,内摩擦角30°，单位抗力系数100N/an收稿日期：20083)9220:修回日期：2008203)9作芯简介:张建升(19

3、73—)，男，工程师。处理。待盾构机通过后一段时间，桥梁处土体的塑性区不再发展，趋于稳定，最终的破坏区发展主要集中在开挖隧道周边。3结论擦桩基对近接隧道施工的反应十分敏感，近接施工扰动摩擦桩基周围的土体，使得桩基发生大沉，甚至发生倾斜，在施工过程中可以通过预先注浆加固及适当增加盾构同步注浆可以减免事故发生,[R]=250kPao隧洞地下水位埋深1014〜20m。随地形起伏，含水层主要为第三系砂岩，设计合同段隧洞有地下水，涌水量小于ln?/h。地下水属基岩裂隙1工程概况[21[3][4]‘宁夏沙坡头水利枢纽北干渠下段扩建改造工程”是宁夏回族自治区2004年的重点

4、工程。主隧洞断面形式采用马蹄形，开挖断面为514mX514m;洞室有效尺寸为412mX412m，衬砌厚度为35an伽]强g为40cm)的C25抗硫酸盐钢筋混凝土，为无压输水隧洞。见图1。凝土铺底/^广379.41;一€曰图1隧洞初期支护标准断面(单位：cm)水，水的化学类型为Cl-9CX-Na型，SO/2离子的含量为I050〜4790mg/L，对普通水泥具强结晶腐蚀性。而隧洞实际地下水丰富，涌水量为6〜35n?/h，沙土在地下水条件下，沙粒受到等于或超过颗粒浸水质量的动水压力时，颗粒处于悬浮状态，形成流沙。在沙粒很细而饱水条件下，地下水不是简单充填粒间，而是

5、粘在颗粒表面，此时，土体成为类似胶体而具有触变性质，在爆破、振动等某种动力作用下，土体也会暂时处于流动状态，极易形成流沙。我单位施工的标段即为一期工程的隧洞工程的I、II标段及跨铁路标段，总长2300m(K1+500〜K3+800)o2工程施工难点及负压真空辐射排水固沙技术方案可行性分析大量地下水的存在给开挖支护带来极大的施工难度。针对此砂岩隧洞来说，地下水对工程的影响体现在以下方面，其一影响了土体的物理力学指标，围岩级的风险，使用双液浆效果更佳。参考文献：[11工梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].安徽教冇出版社,2004:2632274.张风祥，朱合华，

6、傅徳明.盾构隧道[M].人民交通出版社，2004:1052108.徐永福.盾构推进引起地而变形的分析[门.地下工程与隧道，2000,27(1):21225刘建航，候学渊.盾构法隧道[M1.北京：中网铁道出版社，1991:4325Q79铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2008(11)张建升nt沙地区水工隧洞负压真空辐射排水固沙施工技术别降低是其中的反应之一，其二影响了砂、土层中洞室开挖后的应力状态，围岩中有水时，洞室开挖后将破坏原来的赋存环境及水利路径，必然导致洞室周围土压力状态与设计不同。在水中，沙质围岩的内摩擦角降低，围岩的视强度降低，

7、粒子间的柯效应力减小，土的抗剪强度减小，这都是造成掌子面不稳定的原因。施工中砂土体会暂时处于流动状态，极易形成流沙，动辄出现坍塌，虽施工中采取了传统施工中的超前构件支护（管棚、锚杆）、加密拱架、钢插板、预衬砌稳定掌子面等施工措施，但大量地下水的存在仍无法满足开挖要求，往往出现边开挖边坍塌的现象。本隧洞砂土的工程性质主要取决于其结构构造、矿物成分、粒度成分及孔隙中水溶液的性质等，另一方面也取决于生成年代的长短、地理条件的变迁等。土体的固体颗粒之间及颗粒与水之间的相互作用，使土的物理力学性质很复杂。在地下洞室开挖以前，土层中的各点均处于三向受力的平衡状态，但这种平

8、衡状态并不是一成不变的，当地下洞室开挖